[发明专利]一种基于拉曼光谱技术的PM2.5

说明书

本发明提供了一种基于拉曼光谱技术的PM_2.5颗粒物细胞毒性快速检测方法，包括如下步骤：S1、采集提取PM_2.5颗粒物；S2、细胞培养；S3、样品前处理：用无菌PBS缓冲液配制适宜浓度的细胞悬液，用于拉曼光谱检测；S4、拉曼光谱检测；S5、数据处理分析：采用多维统计分析方法，确定PM_2.5颗粒物对细胞毒性的影响程度，采用单维统计分析方法，确定苯丙氨酸为PM_2.5颗粒物影响细胞毒性的差异代谢物之一。本发明方法可在近生理的状态下快速诊断单细胞内的核酸、氨基酸、蛋白质等物质相对含量变化，从分子水平角度寻找PM_2.5颗粒物对细胞的关键作用靶点。

技术领域

本发明涉及细胞生物毒性评价技术领域，具体地，涉及一种基于拉曼光谱技术的PM_2.5颗粒物细胞毒性快速检测方法。

背景技术

细颗粒物(fine particulate matter/particulate matter 2.5，PM_2.5)作为普遍存在的空气污染物之一，因体积小，表面积大，易吸附重金属、多环芳烃、微生物等有毒有害成分成为影响人类健康的重要因素。大量流行病学和毒理学研究表明，PM_2.5与一系列疾病的发病率和死亡率有着显著正相关关系，暴露于PM_2.5环境中可能导致许多肺部疾病，例如慢性阻塞性肺疾病、哮喘、肺纤维化和肺癌，并加重气道炎症、肺功能下降的发病及恶化，还能引起心血管疾病、呼吸系统疾病、早产和低出生体重、糖尿病、神经毒性和肾功能损害等。然而，其潜在的生物机制尚未完全被阐明。

代谢组学是研究生物体受到干扰、刺激、病理生理变化、环境变化以及基因突变前后机体体液中代谢产物种类、数量及其变化规律的科学，是继基因组学和蛋白质组学之后发展起来的一门学科。代谢组学可以用来鉴定新的或潜在的代谢标志物，探索分子机制和代谢途径，已广泛应用于疾病诊断、毒理学、环境学、医药研制开发、植物学、营养食品科学等多个领域。选择合适的仪器平台和检测方法，实现对代谢物的无偏分析是获得可靠代谢组学结果的关键。目前最常用的代谢组学检测平台主要分为两大类：核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)偶联气相色谱(GC)、液相色谱(LC)技术。这些代谢组学分析检测平台各有优弊，无法单独为我们提供生物样品中全面的定性定量信息。NMR最早被用于代谢组学，结构确证能力强大，但其灵敏度相对较低。GC-MS有成熟的标准谱库参考，但要求待测代谢物沸点低且热稳定性好。LC-MS覆盖代谢物的种类最多，但其相对重复性差，没有国际上通用的标准谱库。

拉曼光谱技术对检测的样品具有无标记、无损伤、无污染、实时和精度高等优点，而且水对拉曼散射的影响又微乎其微，所以拉曼光谱技术在溶液、细胞和生物大分子等领域被广泛应用。尤其是可以在近生理的状态下对单细胞进行检测，可以发现掩盖在群体平均信息下的个体的信息，进而对理想状态下单个细胞的性质进行客观的描述，可在不损伤细胞的情况下实时动态地监测细胞分子结构变化，亦可获得细胞的“分子指纹”，具有简便快捷、实时检测、不需固定或染色等众多优点。拉曼光谱与多元统计学分析方法的结合还可以将待测的样品进行分类，为生物医学诊断和研究等方面提供有力的技术支持。

迄今为止，通过拉曼光谱辅助经典代谢组学技术共评价PM_2.5颗粒物细胞毒性和潜在代谢机制尚无报道。

发明内容